本實(shí)用新型涉及一種橋梁路面抗滑性能測(cè)試平臺(tái)。

背景技術(shù)：

橋梁路面抗滑能力是表征橋梁安全性能的指標(biāo)，它反映了橋梁路面抵抗車輛產(chǎn)生滑行現(xiàn)象的能力，它不僅是路面使用的基本性能之一，還是影響交通安全的重要因素?？够阅軆?yōu)良的路面能夠提高輪胎與路面的附著性能，從而減少車輛側(cè)滑，避免了一些交通事故的隱患。在我國(guó)現(xiàn)行規(guī)范《公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》中，提出三項(xiàng)指標(biāo)反映路面抗滑能力的大小，即：路面宏觀紋理深度、擺式儀測(cè)得的擺值、橫向力系數(shù)。

由于技術(shù)、資金的限制，在公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定中一般采用砂鋪儀、激光構(gòu)造深度儀測(cè)量構(gòu)造深度與擺式儀測(cè)擺值的方式。多年的實(shí)踐證明，上述方法雖有較強(qiáng)的科學(xué)依據(jù)，然而所測(cè)得的指標(biāo)不足以全面反映橋梁路面的抗滑水平。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型是為了解決目前橋梁路面抗滑性能指標(biāo)不足不能全面反映橋梁路面抗滑性能的問(wèn)題，而提供一種橋梁路面抗滑性能測(cè)試平臺(tái)。

本實(shí)用新型的一種橋梁路面抗滑性能測(cè)試平臺(tái)由溫控箱、上部支架、傳動(dòng)立軸、發(fā)動(dòng)機(jī)、同步帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、手搖升降桿、無(wú)線扭矩傳感器、輪載系統(tǒng)、動(dòng)力分配齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、橫臂軸、上底板、下底板、高度調(diào)節(jié)裝置、鉸接件、坡度測(cè)量?jī)x、噴頭、定位軸承和帶環(huán)形跑道的托盤(pán)組成；所述輪載系統(tǒng)由輪胎加載砝碼、電磁制動(dòng)器、加載砝碼固定桿、加速度傳感器、輪體叉架、加載輪、連接件和轉(zhuǎn)軸組成；所述加載砝碼固定桿設(shè)置在輪體叉架的上表面，所述輪胎加載砝碼設(shè)置在加載砝碼固定桿上，所述輪體叉架內(nèi)安裝有轉(zhuǎn)軸，所述轉(zhuǎn)軸上套裝有加載輪，所述加速度傳感器設(shè)置在轉(zhuǎn)軸上且位于加載輪的一側(cè)，所述電磁制動(dòng)器設(shè)置在轉(zhuǎn)軸上且所述電磁制動(dòng)器的剎車片與加載輪的另一側(cè)貼合，所述轉(zhuǎn)軸通過(guò)連接件固定在橫臂軸的一端；所述上部支架設(shè)置在溫控箱的上部并固定在溫控箱的內(nèi)壁上；所述發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)置在上部支架內(nèi)，所述發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出軸通過(guò)同步帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與傳動(dòng)立軸相連；所述傳動(dòng)立軸穿過(guò)上部支架設(shè)置在上部支架的中軸位置；所述傳動(dòng)立軸的頂端設(shè)置手搖升降桿；所述無(wú)線扭矩傳感器設(shè)置在傳動(dòng)立軸的下部，所述傳動(dòng)立軸的下端設(shè)置有動(dòng)力分配齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述傳動(dòng)立軸通過(guò)定位軸承固定在上底板內(nèi)，所述上底板和下底板平行設(shè)置，所述上底板和下底板之間一端由鉸接件相連，另一端由高度調(diào)節(jié)裝置相連；所述高度調(diào)節(jié)裝置包括垂直設(shè)置的且用于連接所述下底板和上底板的螺栓，螺栓桿穿過(guò)上底板，螺栓桿的底端設(shè)置于下底板的上表面；所述上底板的表面設(shè)置有帶環(huán)形跑道的托盤(pán)，所述帶環(huán)形跑道的托盤(pán)的上方按圓形陣列分布有三個(gè)輪載系統(tǒng)，所述三個(gè)輪載系統(tǒng)通過(guò)橫臂軸連接在動(dòng)力分配齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)上，所述輪載系統(tǒng)的上方設(shè)置有固定在上部支架下端的噴頭；所述上底板的下端面設(shè)置有坡度測(cè)量?jī)x；所述加速度傳感器的信號(hào)輸出端和無(wú)線扭矩傳感器的信號(hào)輸出端分別與設(shè)置在溫控箱外部的計(jì)算機(jī)的信號(hào)接收端相連。

操作過(guò)程：采用手搖升降桿將輪載系統(tǒng)提升起來(lái)，檢查各個(gè)傳感器和電磁制動(dòng)器的使用狀態(tài)保證正常運(yùn)作；選擇輪胎加載砝碼的重量，分別將相同重量的輪胎加載砝碼安裝在加載砝碼固定桿上；打開(kāi)計(jì)算機(jī)；將待測(cè)件放入帶環(huán)形跑道的托盤(pán)內(nèi)并固定，調(diào)整溫控箱內(nèi)的溫度，達(dá)到試驗(yàn)溫度后保溫2h以上；降低輪載系統(tǒng)，使加載輪與待測(cè)表面接觸；設(shè)定加載輪測(cè)試速度，收集數(shù)據(jù)，設(shè)定數(shù)據(jù)保存位置，打開(kāi)發(fā)動(dòng)機(jī)；當(dāng)加載輪的速度達(dá)到設(shè)定速度時(shí)，啟動(dòng)電磁制動(dòng)器，記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，即完成橋梁路面抗滑性能評(píng)價(jià)。

有益效果：

本實(shí)用新型適用于各種試驗(yàn)條件的摩擦性能檢測(cè)，實(shí)現(xiàn)了橡膠輪胎與橋梁路面連續(xù)磨耗的模擬過(guò)程；真實(shí)地模擬實(shí)際車輛在橋梁路面上的行駛狀態(tài)，并且能夠方便地實(shí)現(xiàn)路面與輪胎接觸狀態(tài)變化，便于試驗(yàn)比較分析。本實(shí)用新型基于試驗(yàn)過(guò)程中的轉(zhuǎn)速-時(shí)間、扭矩-時(shí)間曲線，以扭矩反算的動(dòng)態(tài)摩擦系數(shù)作為指標(biāo)評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)抗滑特性。通過(guò)在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中對(duì)輪胎施加制動(dòng)扭矩，模擬了車輛行駛過(guò)程中輪胎制動(dòng)的摩擦行為，通過(guò)安置在傳動(dòng)軸上的無(wú)線扭矩傳感器的返回?cái)?shù)據(jù)反算不同速度下輪胎與路面的摩擦系數(shù)評(píng)價(jià)不同條件下的輪胎-路面抗滑性能。

附圖說(shuō)明

圖1為一種橋梁路面抗滑性能測(cè)試平臺(tái)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為所述測(cè)試箱體內(nèi)的俯視圖；

圖3為輪載系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

具體實(shí)施方式一：結(jié)合圖1、圖2和圖3說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式的一種橋梁路面抗滑性能測(cè)試平臺(tái)由溫控箱1、上部支架2、傳動(dòng)立軸3、發(fā)動(dòng)機(jī)4、同步帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)5、手搖升降桿7、無(wú)線扭矩傳感器8、輪載系統(tǒng)9、動(dòng)力分配齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)6、橫臂軸10、上底板11、下底板12、高度調(diào)節(jié)裝置13、鉸接件14、坡度測(cè)量?jī)x15、噴頭16、定位軸承17和帶環(huán)形跑道的托盤(pán)18組成；所述輪載系統(tǒng)9由輪胎加載砝碼、電磁制動(dòng)器9-4、加載砝碼固定桿9-7、加速度傳感器9-5、輪體叉架9-2、加載輪9-1、連接件9-8和轉(zhuǎn)軸9-3組成；所述加載砝碼固定桿9-7設(shè)置在輪體叉架9-2的上表面，所述輪胎加載砝碼設(shè)置在加載砝碼固定桿9-7上，所述輪體叉架9-2內(nèi)安裝有轉(zhuǎn)軸9-3，所述轉(zhuǎn)軸9-3上套裝有加載輪9-1，所述加速度傳感器9-5設(shè)置在轉(zhuǎn)軸9-3上且位于加載輪9-1的一側(cè)，所述電磁制動(dòng)器9-4設(shè)置在轉(zhuǎn)軸9-3上且所述電磁制動(dòng)器9-4的剎車片與加載輪9-1的另一側(cè)貼合，所述轉(zhuǎn)軸9-3通過(guò)連接件9-8固定在橫臂軸10的一端；所述上部支架2設(shè)置在溫控箱1的上部并固定在溫控箱1的內(nèi)壁上；所述發(fā)動(dòng)機(jī)4設(shè)置在上部支架2內(nèi)，所述發(fā)動(dòng)機(jī)4的輸出軸通過(guò)同步帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)5與傳動(dòng)立軸3相連；所述傳動(dòng)立軸3穿過(guò)上部支架2設(shè)置在上部支架2的中軸位置；所述傳動(dòng)立軸3的頂端設(shè)置手搖升降桿7；所述無(wú)線扭矩傳感器8設(shè)置在傳動(dòng)立軸3的下部，所述傳動(dòng)立軸3的下端設(shè)置有動(dòng)力分配齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)6，所述傳動(dòng)立軸3通過(guò)定位軸承17固定在上底板11內(nèi)，所述上底板11和下底板12平行設(shè)置，所述上底板11和下底板12之間一端由鉸接件14相連，另一端由高度調(diào)節(jié)裝置13相連；所述高度調(diào)節(jié)裝置13包括垂直設(shè)置的且用于連接所述下底板12和上底板11的螺栓，螺栓桿穿過(guò)上底板11，螺栓桿的底端設(shè)置于下底板10的上表面；所述上底板11的表面設(shè)置有帶環(huán)形跑道的托盤(pán)18，所述帶環(huán)形跑道的托盤(pán)18的上方按圓形陣列分布有三個(gè)輪載系統(tǒng)9，所述三個(gè)輪載系統(tǒng)9通過(guò)橫臂軸10連接在動(dòng)力分配齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)6上，所述輪載系統(tǒng)9的上方設(shè)置有固定在上部支架2下端的噴頭16；所述上底板11的下端面設(shè)置有坡度測(cè)量?jī)x15；所述加速度傳感器9-5的信號(hào)輸出端和無(wú)線扭矩傳感器8的信號(hào)輸出端分別與設(shè)置在溫控箱1外部的計(jì)算機(jī)的信號(hào)接收端相連。

本實(shí)施方式所述溫控箱可模擬路面在干燥、潮濕、下雨、下雪及低溫結(jié)冰等特殊環(huán)境下，提供多方面橋梁路面抗滑性能的情況，便于對(duì)橋梁路面是否適合車輛通行提供試驗(yàn)數(shù)據(jù)，便于公路管理部門(mén)采取相應(yīng)措施，保證行車安全。

本實(shí)施方式可模擬不同車重、不同正壓力、不同速度和不同溫度及濕度下，車輛在直行與拐彎時(shí)，路面的抗滑性能，其結(jié)果可供設(shè)計(jì)、檢測(cè)及養(yǎng)護(hù)決策時(shí)使用；通過(guò)采用連續(xù)加載的方式，可讓車輪連續(xù)不間斷的對(duì)路面進(jìn)行摩擦，在輪胎連續(xù)不斷的摩擦下，路面材料抗滑性能快速降低，因此，可通過(guò)實(shí)驗(yàn)檢測(cè)評(píng)價(jià)路面抗滑性能的衰減情況，并據(jù)此預(yù)估路面材料抗滑性能的壽命，便于后期養(yǎng)護(hù)維修作業(yè)時(shí)采用相應(yīng)的處置工藝恢復(fù)路面抗滑性能。

本實(shí)施方式設(shè)置手搖升降桿是為了控制輪載系統(tǒng)升降，保證輪胎與待測(cè)件表面自由接觸，同時(shí)便于待測(cè)件安裝及試驗(yàn)條件調(diào)整。

本實(shí)施方式所述發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩通過(guò)同步帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)傳遞給傳動(dòng)立軸，并帶動(dòng)輪載系統(tǒng)繞傳動(dòng)立軸做圓周運(yùn)動(dòng)。

本實(shí)施方式所述輪載系統(tǒng)采用三軸輪載圓周運(yùn)動(dòng)作為車輛與路面作用模擬方式，這種作用方式使試驗(yàn)輪能夠在運(yùn)行過(guò)程中自適應(yīng)待測(cè)試件表面，保證三輪荷載均勻，同時(shí)也避免了試驗(yàn)輪因硬接觸導(dǎo)致儀器損壞。

本實(shí)施方式所述橫臂軸應(yīng)具有一定的轉(zhuǎn)動(dòng)自由度，因此，橫臂軸通過(guò)雙列向心球面球軸承與傳動(dòng)立軸連接，且滾動(dòng)軸承摩擦阻力小，機(jī)械效率高，傳動(dòng)摩擦力矩比流體動(dòng)壓軸承的低很多，摩擦溫升低，這使得儀器的自身摩擦系數(shù)測(cè)量誤差小，延長(zhǎng)使用壽命。

本實(shí)施方式設(shè)置在加載輪內(nèi)側(cè)設(shè)置電磁制動(dòng)器，試驗(yàn)時(shí)在加載輪以設(shè)計(jì)速度平穩(wěn)運(yùn)行時(shí)接通制動(dòng)器電源，提供制動(dòng)扭矩，達(dá)到對(duì)試驗(yàn)輪進(jìn)行制動(dòng)的效果，使得加載輪滑移率可控。

本實(shí)施方式采用物理砝碼加載手段對(duì)輪胎進(jìn)行加載，即為：在加載輪上部設(shè)置加載平臺(tái)，并配置不同載重砝碼(2.5kg、5.0kg、10.0kg)，利用物理加載法控制輪胎的接地壓強(qiáng)，保證了單輪荷載作用的均勻性與穩(wěn)定性，同時(shí)避免氣壓及油壓加載因溫度、轉(zhuǎn)速影響導(dǎo)致的偏差影響。

本實(shí)施方式通過(guò)旋轉(zhuǎn)螺栓可調(diào)節(jié)兩層之間的距離，改變上底板的坡度，高度調(diào)節(jié)裝置的設(shè)置，能通過(guò)旋轉(zhuǎn)螺栓調(diào)節(jié)上底板的高度來(lái)模擬路面橫坡。

本實(shí)施方式通過(guò)噴頭模擬雨水對(duì)抗滑性能的影響。